Question

【題目】聚硅酸鐵是目前無機高分子絮凝劑研究的熱點，一種用鋼管廠的廢鐵渣(主要成分Fe3O4，含少量碳及二氧化硅)為原料制備的流程如下：

(1)廢鐵渣進行“粉碎”的目的是______________________。

(2)“酸浸”需適宜的酸濃度、液固比、酸浸溫度、氧流量等，其中酸浸溫度對鐵浸取率的影響如圖所示。

①加熱條件下酸浸時，Fe3O4與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。

②酸浸時，通入O2的目的是__________。

③當酸浸溫度超過100 ℃時，鐵浸取率反而減小，其原因是____________。

(3)濾渣的主要成分為____________(填化學(xué)式)。

(4)“Fe3+濃度檢測”是先用SnCl2將Fe3+還原為Fe2+；在酸性條件下，再用K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+(Cr2O72-被還原為Cr3+)，該滴定反應(yīng)的離子方程式為__________。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，提高鐵元素浸取率 Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O 將FeSO4氧化為Fe2(SO4)3 溫度超過100℃，加快Fe3+水解生成Fe(OH)3，導(dǎo)致Fe3+濃度降低 C和SiO2 6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

【解析】

(1)為了使原料充分反應(yīng)，粉碎廢鐵渣；

(2)①Fe3O4與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和硫酸亞鐵、水；

②溶液中有亞鐵離子，氧氣可將亞鐵離子氧化為鐵離子，可根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒寫出此反應(yīng)的離子方程式；

③考慮溫度對鐵離子水解的影響；

(3)碳和二氧化硅不溶于稀硫酸；

(4)已知：在酸性條件下，再用K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+(Cr2O72-被還原為Cr3+)，則亞鐵離子被氧化為鐵離子，再根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可得。

(1)對廢鐵渣進行粉碎的目的是：減小顆粒直徑，增大浸取時的反應(yīng)速率和提高鐵浸取率；

(2)①加熱條件下酸浸時，Fe3O4與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和硫酸亞鐵，方程式為：Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O；

②酸浸時有亞鐵離子生成，通入氧氣能將亞鐵離子氧化為鐵離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

③鐵離子在水溶液中存在水解，溫度升高有利于水解反應(yīng)的進行，溫度超過100℃明顯加快了Fe3+水解反應(yīng)的速率，導(dǎo)致Fe3+濃度降低；

(3)廢鐵渣(主要成分Fe3O4，少量碳及二氧化硅)，用酸浸泡，碳與二氧化硅不溶于稀硫酸也不能發(fā)生反應(yīng)，故濾渣的主要成分是C和SiO2；

(4)在酸性條件下，再用K2Cr2O7標準溶液滴定滴定Fe2+(Cr2O72-被還原為Cr3+)，則亞鐵離子被氧化為鐵離子，發(fā)生的離子方程式為：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。